JP2005266744A - 高分子ネットワーク液晶配列方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、配向膜コーティング及びラビング工程の必要のない高分子ネットワーク液晶配列方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、高分子ネットワーク液晶配列方法に関し、配向力を有するモノマー物質に直線偏光されたＵＶを照射して配向力を有す高分子物質とし、その過程でバルク状態の液晶配列を制御して高分子と液晶との相分離後、初期状態を透明に具現するモードであって、紫外線硬化モノマーが高分子となる過程でバルク状態の液晶配列を制御して初期透明状態を具現する。電圧の印加によって、上下電極による垂直電気場及び水平方向での高分子鎖による配向力により液晶等をばらついて配列させる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明は、高分子ネットワーク液晶配列方法に関し、配向力を有するモノマー物質に直線偏光されたＵＶを照射して配向力を有す高分子物質とし、その過程でバルク状態の液晶配列を制御して高分子と液晶との相分離後、初期状態を透明に具現するモードであって、紫外線硬化モノマーが高分子となる過程でバルク状態の液晶配列を制御して初期透明状態を具現する。電圧の印加によって、上下電極による垂直電気場及び水平方向での高分子鎖による配向力により液晶等をばらついて配列させる。
【選択図】図１
Description
本発明は、高分子ネットワーク液晶配列方法に関し、より詳細には、配向力を有するモノマー物質に直線偏光されたＵＶを照射して形成された高分子物質自体の配向力を用いて、バルク状態の液晶配列を制御して配向膜がなくても初期状態に透明な状態を具現するノーマリ透明配列フリー（Ｎｏｒｍａｌｌｙ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｆｒｅｅ；ＮＴＡＦ）高分子ネットワーク液晶（Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ；ＰＮＬＣ）配列方法に関する。
高分子と液晶との相分離を通じてディスプレイを具現する散乱型モードの液晶表示装置は、プロジェクション、スイッチング可能なウィンドウ等、多様な分野で応用されている。しかし、このような散乱型モードの液晶表示装置は、初期状態が透明なリバースタイプである場合、配向膜により液晶の初期配列を制御する必要があるので、従来の散乱型モードの液晶表示装置では、配向膜をコーティングしなければならないし、また、ラビング工程も必要となる。
従って、散乱型モードの液晶表示装置では上記の２つの工程が追加されなければならないので、その製造工程が複雑であるのみならず、ラビング工程がＵＶ照射による光配向を用いることに関連して、前記ラビング工程過程において、静電気発生、ラビング布によるムラ等が生じて、歩留まりの低下をもたらす。
ラビング工程を簡略化する方法としては、例えば特許文献１には有機モノマーを塗布し、紫外線を照射して高分子化すると同時に配向性を有する膜とする技術が開示されている。しかし、この方法でも、配向膜をコーティングする工程は依然として必要である。
特開２００１−４８９０４号公報
本発明は従来技術の問題を解決するために案出されたものであって、配向膜コーティング及びラビング工程の必要のない高分子ネットワーク液晶配列方法を提供することを目的とする。
本発明に係る高分子ネットワーク液晶配列方法は、（ａ）配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射するステップと、（ｂ）前記直線偏光された紫外線の照射により前記紫外線硬化モノマーが高分子となる過程で、バルク状態の液晶配列を制御して初期透明状態を具現するステップと、（ｃ）電圧の印加によって上下電極による垂直電場及び水平方向での高分子鎖による配向力により液晶を不規則に配列させるステップとを含むことを特徴とする。
また、（ｉ）配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射するステップと、（ｉｉ）前記直線偏光された紫外線の照射により前記紫外線硬化モノマーが高分子となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部及び下部電極に各々取付けられた第１及び第２偏光板により暗状態である初期透明状態を具現するステップと、（ｉｉｉ）上下電極間に電場を形成するために電圧を印加し、誘電率異方性が正の液晶分子が一方向に配列させて白を具現するステップとを含むことを特徴とする。
また、（ィ）配向力を有する紫外線硬化用モノマーに直線偏光された紫外線を照射するステップと、（ロ）前記直線偏光された紫外線の照射により前記紫外線硬化用モノマーが高分子となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部電極の上部及び下部電極の下部に各々取付けられた偏光板及び反射板により暗を具現する初期透明状態を具現するステップと、（ハ）上下電極間に電場を形成するために電圧を印加し、誘電率異方性が正の液晶分子が一方向に配列させて白を具現するステップとを含むことを特徴とする。
本発明は、配向力を有するモノマーを用いてバルク状態の液晶配列を制御することを特徴とする。即ち、液晶との相分離のために使用する紫外線硬化モノマーが露光時間または露光温度等の露光条件によって一方向に整列しながら配向膜の機能まで遂行する。従って、逆ＰＮＬＣモードにおいて、配向膜をコーティングし、かつ、ラビングする２つのステップの工程を低減することができる。また、ラビング工程で示される静電気発生、ラビング布によるムラの発生等を防止することができるので、歩留まりが向上する効果がある。
以下、図を参照しながら本発明の望ましい実施の形態をより詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＮＴＡＦ ＰＮＬＣ配列方法における紫外線照射過程及び初期透明状態の具現過程を説明する図である。
図１に示すように、下部電極１０２上にスペーサ１１４を形成してから配向力を有する紫外線硬化モノマー１０４と液晶１０６との混合物を配置する。上板を覆って前記混合物に直線偏光された紫外線を照射する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るＮＴＡＦ ＰＮＬＣ配列方法における紫外線照射過程及び初期透明状態の具現過程を説明する図である。
図１に示すように、下部電極１０２上にスペーサ１１４を形成してから配向力を有する紫外線硬化モノマー１０４と液晶１０６との混合物を配置する。上板を覆って前記混合物に直線偏光された紫外線を照射する。
図３は、本発明の実施の形態に使用される紫外線硬化モノマーの例を示す化学式である。
紫外線硬化モノマー１０４は、図３に示すように、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系物質またはアクリル（ａｃｒｙｌａｔｅ）系物質であることが望ましい。直線偏光された紫外線の照射の際、露光強さ及び温度を制御して高分子鎖１１０によるプレチルト角を制御する。このステップの実施に際し、露光温度を３０ないし８０℃に調節し、紫外線硬化モノマー１０４を高分子化させると共に、紫外線硬化モノマー１０４が溶解されていた溶媒を蒸発させる。
紫外線硬化モノマー１０４は、図３に示すように、ポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）系物質またはアクリル（ａｃｒｙｌａｔｅ）系物質であることが望ましい。直線偏光された紫外線の照射の際、露光強さ及び温度を制御して高分子鎖１１０によるプレチルト角を制御する。このステップの実施に際し、露光温度を３０ないし８０℃に調節し、紫外線硬化モノマー１０４を高分子化させると共に、紫外線硬化モノマー１０４が溶解されていた溶媒を蒸発させる。
直線偏光された紫外線の照射により紫外線硬化モノマー１０４が高分子１０８となる過程で、バルク状態の液晶配列を制御して初期透明状態を具現する。紫外線硬化モノマー１０４と液晶１０６の短軸の屈折率が互に同じであり、液晶１０６の屈折率異方性が０．１５以下であり、高分子１０８と液晶１０６が初期に水平配列されることが望ましい。
紫外線硬化モノマー１０４が高分子１０８となる過程で、直線偏光された紫外線により高分子１０８は一方向に整列することになり、高分子１０８と液晶１０６との相分離の際、高分子１０８によりバルク状態の液晶が一方向に整列することになる。このステップにおいて、直線偏光された紫外線の照射により高分子鎖１１０が所定の方向に配列してバルク状態の液晶配列を制御する。このステップは、直線偏光された紫外線の照射により高分子鎖１１０を分解させ、液晶１０６を高分子１０８が分解された所に配列させながら初期透明状態を具現する。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＮＴＡＦ ＰＮＬＣ配列方法における電圧印加による液晶配列過程を説明する図である。
電圧印加の際、誘電率異方性が正の液晶１０６は、電気場の方向に沿って垂直に起立しようとし、水平方向に位置している高分子１０８の配向力が液晶１０６を初期状態に維持しようとするので、これらの相互間の作用により液晶分子等が全ての方向で、ばらついて配列するようになる。即ち、電圧の印加により上部電極１１２及び下部電極１０２による垂直電気場及び水平方向における高分子鎖１１０による配向力により液晶１０６を不規則に配列させる。従って、前記高分子１０８と前記液晶１０６との間の屈折率の差により散乱が生じる。
電圧印加の際、誘電率異方性が正の液晶１０６は、電気場の方向に沿って垂直に起立しようとし、水平方向に位置している高分子１０８の配向力が液晶１０６を初期状態に維持しようとするので、これらの相互間の作用により液晶分子等が全ての方向で、ばらついて配列するようになる。即ち、電圧の印加により上部電極１１２及び下部電極１０２による垂直電気場及び水平方向における高分子鎖１１０による配向力により液晶１０６を不規則に配列させる。従って、前記高分子１０８と前記液晶１０６との間の屈折率の差により散乱が生じる。
以下、本発明の第２の実施の形態に係る透過型高分子ネットワーク液晶配列方法を図４を参照しながら説明する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る透過型高分子ネットワーク液晶配列方法を説明する図である。
配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射する。直線偏光された紫外線の照射により紫外線硬化モノマーが高分子４０２となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部電極４０４及び下部電極４０６に各々取付けられた第１及び第２偏光板４０８及び４１０により暗状態を具現する初期透明状態を具現する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る透過型高分子ネットワーク液晶配列方法を説明する図である。
配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射する。直線偏光された紫外線の照射により紫外線硬化モノマーが高分子４０２となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部電極４０４及び下部電極４０６に各々取付けられた第１及び第２偏光板４０８及び４１０により暗状態を具現する初期透明状態を具現する。
電圧の印加により前記上部電極４０４と下部電極４０６との間の電場により誘電率異方性が正の液晶分子等が一方向に配列されて白状態を具現する。第１及び第２偏光板４０８及び４１０を上部電極４０４及び下部電極４０６に互に交叉するように位置させ、下部ラビング方向と偏光板の透過軸とを一致させる。従って、初期状態が状態暗、電圧印加時に白状態を具現する。
以下、本発明の第３の実施の形態に係る反射型高分子ネットワーク液晶配列方法を図５を参照しながら説明する。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る反射型高分子ネットワーク液晶配列方法を説明する図である。
配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射する。直線偏光された紫外線の照射により紫外線硬化モノマーが高分子５０２となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部電極５０４の上部及び下部電極５０６の下部に各々取付けられた偏光板５０８及び反射板５１０により暗状態を具現する初期透明状態を具現する。下部電極５０６と反射板５１０との間にλ／４フィルム５１２を位置させて入射された直線偏光された光の偏光状態を円偏光に変更する。
図５は、本発明の第３の実施の形態に係る反射型高分子ネットワーク液晶配列方法を説明する図である。
配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射する。直線偏光された紫外線の照射により紫外線硬化モノマーが高分子５０２となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部電極５０４の上部及び下部電極５０６の下部に各々取付けられた偏光板５０８及び反射板５１０により暗状態を具現する初期透明状態を具現する。下部電極５０６と反射板５１０との間にλ／４フィルム５１２を位置させて入射された直線偏光された光の偏光状態を円偏光に変更する。
電圧の印加により上下電極による電場により誘電率異方性が正の液晶分子５１４が一方向に配列させながら白状態を具現する。入射光が前記偏光板５０８により直線偏光され、液晶層と補償フィルムであるλ／４フィルム５１２を通過した後、更に反射板５１０により液晶層を通過して前記入射光と９０°捩れた直線偏光された光を出力し、初期の暗状態を具現する。電圧の印加された時、不規則な液晶配列により、入射光を９０°捩れた直線偏光に変える代わりに、光が漏れを起こさせて白状態を具現する。
以上、本発明の望ましい実施の形態を説明したが、本発明は前記の実施の形態に限られるものではなく、特許請求範囲の技術的思想の範囲内で当業者であれば多様な変更が可能である。
１０２ 下部電極
１０４ 紫外線硬化モノマー
１０６ 液晶
１０８ 高分子
１１０ 高分子鎖
１１２ 上部電極
１１４ スペーサ
４０２ 高分子
４０４ 上部電極
４０６ 下部電極
４０８ 第１偏光板
４１０ 第２偏光板
５０２ 高分子
５０４ 上部電極
５０６ 下部電極
５０８ 偏光板
５１０ 反射板
５１２ λ／４フィルム
１０４ 紫外線硬化モノマー
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１０８ 高分子
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１１４ スペーサ
４０２ 高分子
４０４ 上部電極
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４０８ 第１偏光板
４１０ 第２偏光板
５０２ 高分子
５０４ 上部電極
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５０８ 偏光板
５１０ 反射板
５１２ λ／４フィルム
Claims (16)
- （ａ）配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射するステップと、
（ｂ）前記直線偏光された紫外線の照射により前記紫外線硬化モノマーが高分子となる過程で、バルク状態の液晶配列を制御して初期透明状態を具現するステップと、
（ｃ）電圧の印加により上下電極による垂直電場及び水平方向での高分子鎖による配向力により液晶を不規則に配列させるステップと、
を含むことを特徴とする高分子ネットワーク液晶配列方法。 - 前記紫外線硬化モノマーは、ポリイミド系物質又はアクリル系物質中のいずれかを含むことを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- 前記直線偏光された紫外線の照射の際、露光強さ及び温度を制御して高分子鎖によるプレチルト角を制御することを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- 前記紫外線硬化用モノマーと液晶分子の短軸の屈折率が互いに同じであり、前記液晶の屈折率異方性が０．１５以下であり、前記高分子と前記液晶分子が初期状態では水平に配列されることを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- ステップ（ａ）の遂行中に、露光温度を３０ないし８０℃に調節し、前記モノマーを高分子化させると共に、前記モノマーが溶解されていた溶媒を蒸発させることを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- ステップ（ａ）は、下部電極上にスペーサを形成させてから紫外線硬化モノマーと前記液晶の混合物を配置するステップと、
上板を覆って前記混合物に直線偏光された紫外線を照射するステップとを含むことを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。 - ステップ（ｂ）において、前記モノマー物質が高分子となる過程において、前記高分子は直線偏光された紫外線により一方向に整列され、前記高分子と液晶との相分離の際、前記高分子によりバルク状態の液晶が一方向に整列されることを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- ステップ（ｂ）は、前記直線偏光された紫外線の照射により高分子鎖が所定の方向に配列して前記バルク状態の液晶配列を制御するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- ステップ（ｂ）は、前記直線偏光された紫外線の照射により高分子鎖を分解させ、前記液晶を前記高分子が分解された所に配列させながら前記初期透明状態を具現するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- ステップ（ｃ）における液晶の不規則な配列により前記高分子と前記液晶との間の屈折率の差により散乱が生じることを特徴とする請求項１に記載の高分子ネットワーク液晶配列方法。
- （ｉ）配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射するステップと、
（ｉｉ）前記直線偏光された紫外線の照射により前記紫外線硬化用モノマーが高分子となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部及び下部電極に各々取付けられた第１及び第２偏光板により暗状態である初期透明状態を具現するステップと、
（ｉｉｉ）上下電極間に電場を形成するために電圧を印加し、誘電率異方性が正の液晶分子を一方向に配列させて白状態を具現するステップと、
を含むことを特徴とする透過型高分子ネットワーク液晶配列方法。 - 前記第１及び第２偏光板をそれらの透過軸が相互に交叉するように、前記上板及び下板に各々配置させて、前記暗状態を具現することを特徴とする請求項１１に記載の透過型高分子ネットワーク液晶配列方法。
- （ィ）配向力を有する紫外線硬化モノマーに直線偏光された紫外線を照射するステップと、
（ロ）前記直線偏光された紫外線の照射により前記紫外線硬化用モノマーが高分子となる過程でバルク状態の液晶配列を制御し、上部電極の上部及び下部電極の下部に各々取付けられた偏光板及び反射板により暗状態を具現する初期透明状態を具現するステップと、
（ハ）上下電極間に電場を形成するために電圧を印加し、誘電率異方性が正の液晶分子を一方向に配列させて白状態を具現するステップと、
を含むことを特徴とする反射型高分子ネットワーク液晶配列方法。 - 前記下部電極と前記反射板との間に補償フィルムを位置させて入射された直線偏光された光の偏光状態を円偏光に変更することを特徴とする請求項１３に記載の反射型高分子ネットワーク液晶配列方法。
- 入射光は前記偏光板により直線偏光され、液晶層と補償フィルムとを通過した後、更に前記反射板により液晶層を通過して前記入射光と９０°捩れた直線偏光された光を出力し、初期の暗状態を具現することを特徴とする請求項１３に記載の反射型高分子ネットワーク液晶配列方法。
- 電圧が印加された時、不規則な液晶の配列により入射光を９０°捩れた直線偏光に変える代わりに、光の漏れを起こさせ、白状態を具現することを特徴とする請求項１３に記載の反射型高分子ネットワーク液晶配列方法。
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